直流PWM调速系统设计开题报告

本科生毕业论文（设计）

开题报告

题目: 升压降压式直流脉宽调速系统设计

姓名: 蒋菲菲

学院: 工学院

专业: 农业电气化及其自动化

班级: 电气01班

学号: 32110128

指导教师: 陈仕进职称: 讲师

2014 年2 月28 日

南京农业大学教务处制

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

一、选题的意义

通过对升压降压式直流调速系统的学习和了解，使我更好地掌握调速系统的基本理论和相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足之处的完善，可提高系统的性能，使其能够适应范围更广，提高使用效率。

二、研究情况及发展前景

近十年来，我国的电力拖动控制系统得到迅猛发展，并在现代控制理论基础上，实现快速在线计算及对系统的优化处理。

随着电子技术的进步，各类电气传动装置已由模拟控制转为数字控制。伴随技术改革，直到出现直流脉宽调速系统。PWM系统在很多方面有较大优越性：

1、电路线路简单，使用的功率器件少

2、开关频率高，电流容易连续，谐波少，电流损耗及发热都比较小

3、低速性能好，稳速精度高，调速范围宽

4、若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强

5、功率开关工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗不大，因而装置效率更高

由于上述优点，直流PWM调速系统的应用日益广泛

三、主要参考文献

1、陈伯时.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社，2006

2、王兆安.电力电子技术.机械工业出版社2010

3、徐科军.一种基于SG3525的可逆直流脉宽调速.通讯电源技术，2006

4、周渊深.交直流调速系统与MATLAB仿真.中国电力出版社，2003

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

一、研究的主要内容

主要介绍系统主电路、SG3525PWM信号发生电路、闭环控制电路、动态参数等几部分内容的设计过程

最后再详细分析调速系统的原理和要求的稳态、动态性能的基础上，设计直流脉宽调速电路，建立双闭环直流调速系统的数学模型。利用MATLAB软件中的Simlink工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并在给定系统各种参数的条件下，进行动态仿真，通过查看仿真波形和数据，既可获得参数整定的依据，又可验证调速系统是否满足设计要求。

二、拟解决的关键问题

1、闭环电路主要考虑以下问题

1）保证转速在设定后尽快达到稳速状态

2）保证最优的稳定时间

3）减小转速超调量

2、晶闸管整流器存在的问题

1）晶闸管元件对于过电压、过电流以及过高的du/dt、di/dt十分敏感，其中任意指标超过允许值，都可以在很短时间内造成元件损坏。因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件，而且在选择元件时应保留足够的余量，已保证晶闸管装置的可靠运行。

2）晶闸管整流装置的输出电压是脉动的，而且脉波数总是有限的。如果主电路电感不是非常大，则输出电流总存在连续和断续两种情况，因而机械特性也有连续和断续两段，连续段特性比较硬，基本上还是直线；断续段特性则比较软，而且呈现出显著的非线性。

3、电机启动时的需要注意的方面

1）电机启动前检查三相电是否正常供电，有无缺相断相等现象，最好安装一个相序保护器

2）检查控制回路是否正常

3）检查电机的启动电流，启动时电流会高于电机功率的两倍以上。

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 研究方法及方案

连续改变电枢供电电压，可以使直流电动机在很宽的范围内实现无级调速。改变电枢供电电压的方法有两种：一种是采用发电机-电动机供电的调速系统；另一种是晶闸管变流器供电的调速系统。

变电枢电压调速是直流电机调速系统中应用最广的一种调速方法。该方法中由于电机在任何转速下磁通都不变，只是改变电动机的供电电压，因而在额定电流下，不论在高速还是低速下，电机都能输出额定转矩，该方法也称恒转矩调速。

交流电 整流桥

PWM 发生电路

直流电动机

给定量 电流调节器

转速调节器

特色或创新之处

本次主题是升压降压式直流脉宽调速系统设计，在设计中尽可能使程序简单易懂，使设计符合要求的同时，看起来简洁有序，便于检查及改进

研究计划及预期进展

阶段应完成的主要工作计划起止时间

1 撰写开题报告2月28日-3月6日

2 PWM主电路设计3月7日-3月20日

3 控制电路设计3月21日-4月17日

4 毕业实习4月18日-4月24日

5 电机参数的测量及

4月25日-5月15日

动态设计

6 写毕业论文5月16日-6月2日

7 论文答辩6月3日-6月8日

已具备的条件、尚缺少的条件和拟解决的途径（包括利用教学实验中心、科研实验室、实习基地、校外其它企事业单位等条件的计划与落实情况）

经过老师的指导，我对于这个设计有了清晰地设计思路。在电脑上安装了ＭＡＴＬＡＢ软件，方便构建模型。其中的ＳＩＭＬＩＮＫ软件可以合理分析动态数据，从而验证设计结果，进行改进和校正

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指导

教师

意见

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备注

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